Сталь ШХ15 📘 Технический справочник
Шарикоподшипниковая сталь: расшифровка марки, ГОСТ 801-78, химический состав, механические и технологические свойства, термообработка, применение, аналоги.
📖 Содержание: всё о стали ШХ15
- 1. Что такое сталь ШХ15?
- 2. Расшифровка марки
- 3. Химический состав (ГОСТ 801-78)
- 4. Механические свойства
- 5. Твердость стали ШХ15 (HRC, HB)
- 6. Физические свойства
- 7. Технологические свойства
- 8. Термообработка (отжиг, закалка, отпуск)
- 9. Режимы термообработки
- 10. Области применения
- 11. Преимущества и недостатки
- 12. Аналоги и сравнение с ШХ20, ШХ4, 95Х18
- 13. Нормативные документы (ГОСТ, ТУ)
- 14. Цены на сталь ШХ15
- 15. Продукция из стали ШХ15
📌 Сталь ШХ15 — шарикоподшипниковая сталь
Сталь ШХ15 (ГОСТ 801-78) — это классическая шарикоподшипниковая сталь, широко применяемая в машиностроении, приборостроении и производстве высоконагруженных деталей. Относится к группе хромистых подшипниковых сталей.
Основные характеристики: твердость после термообработки 61-65 HRC, предел прочности 1800-2200 МПа, высокая контактная прочность и износостойкость.
🔍 Расшифровка марки стали ШХ15
Ш — шарикоподшипниковая сталь
Х — легирование хромом (основной легирующий элемент)
15 — содержание хрома ~1,5% (1,30-1,65%)
Влияние химических элементов:
- Углерод (C) 0,95-1,05%: Обеспечивает высокую твердость и износостойкость после закалки.
- Хром (Cr) 1,30-1,65%: Увеличивает прокаливаемость, повышает износостойкость и контактную прочность.
- Кремний (Si) 0,15-0,35%: Улучшает упругость и прочность.
- Марганец (Mn) 0,20-0,40%: Снижает хрупкость, улучшает прокаливаемость.
⚗️ Химический состав (ГОСТ 801-78)
| Элемент | Содержание, % | Влияние на свойства |
|---|---|---|
| Углерод (C) | 0,95 – 1,05 | Твердость, износостойкость |
| Хром (Cr) | 1,30 – 1,65 | Прокаливаемость, коррозионная стойкость |
| Кремний (Si) | 0,15 – 0,35 | Упругость, прочность |
| Марганец (Mn) | 0,20 – 0,40 | Прокаливаемость, снижение хрупкости |
| Сера (S) | ≤ 0,020 | Вредная примесь |
| Фосфор (P) | ≤ 0,027 | Вредная примесь |
| Никель (Ni) | ≤ 0,30 | Примесь |
| Медь (Cu) | ≤ 0,25 | Примесь |
🔧 Механические свойства (после термообработки)
| Параметр | Значение | Примечания |
|---|---|---|
| Твердость (HRC) | 61 – 65 | После закалки и низкого отпуска |
| Предел прочности σв, МПа | 1800 – 2200 | После термообработки |
| Предел текучести σ0,2, МПа | 1200 – 1400 | |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см² | 30 – 50 | Сечение 15 мм, отпуск 150-160°C |
| Относительное удлинение δ5, % | 5 – 10 | В отожженном состоянии 15-25% |
| Модуль упругости E, ГПа | 210 – 211 | |
| Предел выносливости σ-1, МПа | 804 | Закалка 830°C, отпуск 150°C |
📊 Твердость стали ШХ15 (HRC, HB)
| Состояние / Режим обработки | Твердость |
|---|---|
| После отжига | 179 – 207 HB |
| Закалка 830-850°C, масло + отпуск 150-170°C | 61 – 65 HRC |
| Закалка + отпуск 200°C | 61 – 63 HRC |
| Закалка + отпуск 300°C | 56 – 58 HRC |
| Закалка + отпуск 400°C | 50 – 52 HRC |
🔥 Физические свойства
| Параметр | 20°C | 300°C |
|---|---|---|
| Плотность, кг/м³ | 7812 | 7720 |
| Теплопроводность, Вт/(м·К) | 40 | 37 |
| Коэф. линейного расширения α·10⁶, 1/°C (20-100°C) | 11,9 | 15,5 |
| Уд. электросопротивление, нОм·м | 390 | 520 |
| Модуль упругости при сдвиге G, ГПа | 80 |
Критические точки: Ac₁ = 724°C, Ac₃ = 900°C, Ar₁ = 700°C, Ar₃ = 713°C, Mn = 210°C. Температура плавления: 1450-1500°C.
🛠️ Технологические свойства
⚠️ Свариваемость: не рекомендуется ✂️ Обрабатываемость: хорошая (в отожженном состоянии)
- Обрабатываемость резанием: Рекомендуется обрабатывать в отожженном состоянии (твердость 179-207 HB). После термообработки (HRC 60+) возможна только шлифовка и полировка.
- Температура ковки: Начала 1150°C, конца 850°C. Охлаждение замедленное.
- Прокаливаемость: Критический диаметр в масле 9-37 мм, в воде 28-60 мм. Глубина прокаливания до 20-25 мм.
- Склонность к отпускной хрупкости: малосклонна
- Флокеночувствительность: чувствительна
🔥 Термообработка стали ШХ15
- Отжиг: 780-800°C → печь до 730°C (выдержка) → до 650°C со скоростью 10-20°C/час → воздух. Твердость 179-207 HB.
- Закалка: 830-850°C (масло). Для тонкостенных деталей — 810-820°C.
- Отпуск низкий: 150-170°C (1,5-2 часа) — HRC 61-65.
- Отпуск для повышенной вязкости: 300-400°C — HRC 50-58.
- Обработка холодом: -70..-80°C после закалки повышает твердость на 1-2 HRC.
⚙️ Режимы термообработки (температура, время, среда)
| Вид обработки | Температура, °C | Охлаждающая среда | Выдержка |
|---|---|---|---|
| Отжиг | 780 – 800 | С печью (10-20°C/час) | 2-4 часа |
| Закалка | 830 – 850 | Масло | 1 час на 25 мм сечения |
| Отпуск (низкий) | 150 – 170 | Воздух | 1,5-2 часа |
🏗️ Области применения стали ШХ15
- ✅ Подшипники качения: шарики диаметром до 150 мм, ролики диаметром до 23 мм, кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм
- ✅ Прецизионные детали: втулки плунжеров, плунжеры, нагнетательные клапаны, корпуса распылителей, ролики толкателей
- ✅ Измерительный инструмент: калибры, скобы, эталонные детали
- ✅ Режущий инструмент: ножи, сверла малого диаметра
- ✅ Детали узлов трения: направляющие, оси, работающие в условиях высоких контактных нагрузок
👍👍 Преимущества и недостатки
✅ Преимущества
- Высокая твердость (61-65 HRC) и износостойкость
- Исключительная контактная прочность
- Хорошая прокаливаемость (до 20-25 мм)
- Стабильность размеров после термообработки
- Умеренная коррозионная стойкость (благодаря хрому)
- Оптимальная обрабатываемость в отожженном состоянии
❌ Недостатки
- Хрупкость при высокой твердости
- Чувствительность к перегреву при закалке
- Склонность к карбидной ликвации (неоднородности)
- Низкая коррозионная стойкость (по сравнению с нержавеющими сталями)
- Ограниченная рабочая температура (до 120°C)
- Не рекомендуется для сварных конструкций
🌍 Аналоги стали ШХ15 и сравнение
Российские аналоги: ШХ15СГ (с повышенной вязкостью), ШХ20 (более износостойкая), ШХ4 (высокоуглеродистая). Зарубежные аналоги: AISI 52100 (США), DIN 100Cr6 (Германия), JIS SUJ2 (Япония), GB GCr15 (Китай).
📊 Сравнение стали ШХ15 с ШХ20, ШХ4, 95Х18 и 110Х18МШД
| Параметр | ШХ15 | ШХ20 | ШХ4 | 95Х18 | 110Х18МШД |
|---|---|---|---|---|---|
| C, % | 0,95-1,05 | 0,95-1,05 | 1,35-1,50 | 0,90-1,00 | 1,05-1,15 |
| Cr, % | 1,30-1,65 | 1,30-1,65 | 0,40-0,70 | 17,0-19,0 | 17,0-19,0 |
| Твердость HRC | 61-65 | 61-65 | 62-66 | 56-60 | 58-62 |
| Предел прочности, МПа | 1800-2200 | 1800-2200 | 2000-2400 | 1500-1800 | 1800-2100 |
| Ударная вязкость, Дж/см² | 30-50 | 25-45 | 20-40 | 30-50 | 25-45 |
| Коррозионная стойкость | Низкая | Низкая | Низкая | Хорошая | Высокая |
| Рабочая температура, °C | До 120 | До 120 | До 150 | До 400 | До 450 |
| Основное применение | Стандартные подшипники, калибры | Ответственные подшипники (авиация) | Высоконагруженные подшипники | Коррозионностойкие подшипники | Подшипники для агрессивных сред |
Экспертная рекомендация: Для стандартных подшипниковых узлов — ШХ15. Для особо ответственных подшипников (авиация, космос) — ШХ20. Для коррозионных сред — 95Х18 или 110Х18МШД. Для экстремальных нагрузок — ШХ4.
📄 Нормативные документы (ГОСТ на сталь ШХ15)
ГОСТ 801-78 — сталь подшипниковая. Технические условия
Основной стандарт. Регламентирует химический состав, механические свойства, правила приёмки стали ШХ15.
ГОСТ 2590-71 — прокат круглый горячекатаный
Стандарт на круглую сталь ШХ15.
ГОСТ 7417-75 — калиброванный пруток
Стандарт на калиброванную сталь ШХ15.
ГОСТ 14955-77 — шлифованный пруток (серебрянка)
Стандарт на шлифованную сталь ШХ15.
ГОСТ 4727-83 — проволока из подшипниковой стали
Стандарт на проволоку ШХ15.
💰 Цены на сталь ШХ15 (средние по РФ)
| Форма поставки | Цена за кг (руб) |
|---|---|
| Круг Ø20-60 мм | 120 – 160 |
| Труба | 150 – 220 |
| Проволока | 140 – 190 |
| Поковка | 130 – 180 |
Цены указаны ориентировочно. Возможны сезонные колебания.
❓ Часто задаваемые вопросы о стали ШХ15
Как расшифровывается марка стали ШХ15?
Ш — шарикоподшипниковая, Х — легирована хромом, 15 — содержание хрома ~1,5% (1,30-1,65%).
Какая твердость стали ШХ15?
После закалки и низкого отпуска 61-65 HRC. После отжига 179-207 HB.
Какая температура закалки стали ШХ15?
Закалка 830-850°C (масло). Отпуск 150-170°C для подшипниковых деталей.
Чем отличается сталь ШХ15 от ШХ15СГ?
ШХ15СГ содержит повышенное содержание кремния и марганца (Si до 0,6%, Mn до 0,9%), что обеспечивает лучшую ударную вязкость.
Где применяется сталь ШХ15?
Шариковые и роликовые подшипники, прецизионные детали, калибры, плунжеры, клапаны.
Какой ГОСТ на сталь ШХ15?
Основной ГОСТ 801-78 (подшипниковая сталь).
Какой зарубежный аналог стали ШХ15?
AISI 52100 (США), DIN 100Cr6 (Германия), JIS SUJ2 (Япония), GB GCr15 (Китай).
📦 Продукция из стали ШХ15
✔️ Резка в размер, доставка по РФ, сертификаты.
✅ ООО «СТАРТЕКС» — поставка стали ШХ15 по всей России с сертификатами. В наличии круг, поковка. Резка в размер, доставка авто и Ж/Д.